ユリウス日とΔTとは？ 天文学が使う時間の基準

日を連続した数で表す理由

日常の暦には、長さの違う月、うるう年、改暦があります。1582年にグレゴリオ暦を導入した地域では日付が飛びましたが、改暦の時期は地域によって異なります。古い観測同士の間隔を考えるとき、暦の日付だけでは扱いにくくなります。

連続した日数の起点として使うのが、ユリウス暦の紀元前4713年1月1日正午です。スカリゲルの16世紀の提案に由来し、月や年の境界をまたいでも数は途切れません。ユリウス日と、ユリウス暦そのものは別の仕組みです。

代表的な基準は、次のとおりです。

大きな数字を扱いやすくする修正ユリウス日〈MJD〉もあり、後者の瞬間はMJD 60676.0です。これは一般的な定義の基準例で、観測地点の今日の値を提供する表ではありません。

小数部分と、時間尺度

ユリウス日は、整数と小数で表します。整数は経過した日の数、小数はその時間尺度における一日の中の位置に対応します。JDの整数になる境界は正午で、半整数は真夜中に当たります。

ただし、TTのJDならTTの正午、UTのJDならUTの正午です。「すべてUTCの12時」と読み替えてはいけません。MJDは真夜中を境界とするため、JDとは日付の区切りも異なります。

同じ瞬間のJDでも、TT、UT1など、どの尺度で表したかによって値が少し違います。日数が連続していることと、異なる時間尺度を混ぜてよいことは別です。精密なソフトウェアは、目的に応じて区別します。

正午を境界にする歴史的な理由は、夜間の観測を途中で区切りにくくするためでした。ただし世界中の地方時の正午へ合わせた仕組みではありません。日本の一晩が、常に同じユリウス日の整数部分に収まるという意味ではないことにも注意します。

ΔTと、地球の不規則な回転

地球の回転は完全に一様ではありません。長期的には月との潮汐作用による減速があり、地球内部、海、大気などによる変動も重なります。

**地球時〈TT〉は、一様な時間尺度で、国際原子時TAIより正確に32.184秒進みます。UT1**は、地球の実際の回転角を表す時間です。ΔTは、TTがUT1よりどれだけ進んでいるかを示す差です。

値は時代によって変わり、固定の「いつも約何秒」ではありません。歴史的な値には古い食の記録などから推定する不確かさがあり、遠い未来の自転も完全には予測できません。ΔT、TTとUTCの差、UT1とUTCの差は、別々の量です。

1972年からのUTCでは、うるう秒を使ってUT1との差を小さく抑える制度が使われてきました。2026年の国際度量衡総会の決議では、2027年5月20日から連続的なUTCへ移り、UT1との差の上限を3600秒とすることが決まりました。過去の時刻には、その当時に適用されたうるう秒の履歴が必要です。制度の変更が、地球の自転を急に変えるわけではありません。

食の予報で、なぜ重要なのか

太陽と月の運動を一様な時間尺度で計算しても、影が地表のどこに来るかには、その瞬間の地球の向きが必要です。ΔTは、この二つを結び付けます。

ΔTの誤差は、影の経路や地点別の接触時刻へ影響します。特に古い時代の食や、遠い未来の精密な経路では、地球の回転の不確かさが重要です。接触を秒まで求める計算と、実際の予報のすべての不確かさが1秒以内であることは、同じ意味ではありません。